The authors have no conflicts of interest to disclose.

1. Anreicherung von hämatopoetischen Vorläuferzellen aus Vollblut Erwachsene HINWEIS: Hämatopoetische Vorläuferzellen oder CD34 + Zellen aus peripheren mononukleären Blutzellen (PBMCs) aus einer Vielzahl von Quellen einschließlich Nabelschnurblut, Leukapherese Material und Vollblut mittels Dichtegradientenzentrifugation basieren Verfahren abgeleitet, gereinigt werden. Die hier aufgeführte Methode verwendet Vollblut als Beispiel. <ol><li> Isolierung von PBMCs aus Vollblut: <ol><li> Hinzufügen 4,5 ml der Lymphozytentrennmedium zum SepMate Rohr pipettiert es durch die zentrale Bohrung des Einsatzes ist. </li><li> Verdünne die Blutprobe mit einem gleichen Volumen an steriler DPBS mit 2% Humanserum (v / v). B. 5 ml der Probe mit 5 ml DPBS + 2% Humanserum. </li><li> Fügen Sie die verdünnte Probe durch Pipettieren sie an der Seite des Rohres. Achten Sie darauf, die Probe direkt durch die zentrale Öffnung zu gießen. </li><li> Zentrifuge bei 1.200 xg für 10 min bei RT. </li><li> Den Überstand über dem PMBC Schicht vorsichtig entfernen. </li><li> Sammeln Sie die PBMC Schicht (bewölkt) in ein neues Röhrchen. </li><li> 15 ml von Dulbeccos phosphatgepufferter Kochsalzlösung (DPBS) mit 2% menschlichem Serum in das Röhrchen und zentrifugiert bei 150 g für 10 min bei RT mit der Bremse aus. </li><li> Den Überstand verwerfen und das Pellet in 15 ml DPBS mit 2% Humanserum. Zählen die Anzahl von Zellen. </li><li> Zentrifuge bei 690 × g für 10 min bei RT. Entfernen all des Überstandes aus der Röhre. </li><li> Die Zellen in 1 x 10 7 Zellen pro 15 ml Iscove modifiziertem Dulbecco-Medium (IMDM), das 1% Antibiotika (v / v) und 10% menschlichem Serum (v / v). </li><li> Vor Isolierung von CD34 + Zellen, die Zellen O / N bei 37 ° C in 5% CO 2 -Inkubator. </li></ol></li><li> Positive Selektion von CD34 + Zellen aus PBMCs mit CD34 Multisort Kit: HINWEIS: schnell arbeiten und vorgekühlten Lösungen für Zellen machen kalt und zu verhindern Deckelungvon Antikörpern auf der Zelloberfläche und nicht-spezifische Markierung von Zellen pro Bausatz Instruktion. <ol><li> Sammeln Sie alle PMBCs in einem 50-ml-Tube und zählen die Anzahl der gesamten Zellen in dem Medium. </li><li> Zentrifugiere die Zellen bei 300 g für 10 min. Entfernen Sie alle überstehenden komplett. </li><li> Resuspendieren bis 10 8 Zellen pro 300 ul in Perlenpuffer (DPBS, das 0,5% Humanserum (v / v) und 2 mM EDTA). </li><li> 100 l FcR Blocking-Reagenz und fügen Sie 100 ul von CD34 MultiSortMicroBeads. </li><li> Gut mischen und inkubieren für 30 Minuten in den Kühlschrank (2 - 8 ° C). </li><li> Wash-Zellen durch Zugabe von 2 ml Puffer pro Wulst 10 8 Zellen und Zentrifugieren bei 300 xg für 10 min bei RT. Überstand entfernen vollständig. </li><li> Resuspendieren bis zu 10 &amp; sup8; Zellen in 500 ul Puffer. </li><li> Platzieren MACS LS Säule im Magnetfeld einer MACS Separator und bereiten Säule durch Waschen mit 3 ml Wulst Puffer. </li><li> Bewerben Zellsuspension auf die center der Kolonne. Unmarkierten Zellen fließen, durch die dann erhoben, wenn bevorzugt. </li><li> Waschkolonne dreimal mit 3 ml Puffer Wulst. </li><li> Entfernen Sie die Säule aus dem Abscheider und legen Sie sie auf einem 15-ml-Tube. </li><li> 5 ml Bead-Puffer auf die Säule und sofort spülen die magnetisch markierten Zellen, indem Sie den Kolben in die Spalte. </li><li> Mit 20 ul Multisort Freisetzungsmittel pro 1 ml Zellsuspension. Gut mischen und inkubieren für 10 Minuten in den Kühlschrank (2 - 8 ° C). </li><li> Hinzufügen 1-2 ml Wulst Puffer pro 10 7 Zellen und Zentrifugieren der Zellen bei 300 g für 10 min bei RT. Überstand entfernen vollständig. </li><li> Zellen in 50 ul Kügelchen Puffer pro 10 7 Zellen. </li><li> In 30 ul Multisort Stopp-Reagenz pro 10 7 Zellen und Inkubation für 15 Minuten in den Kühlschrank stellen. </li><li> 5 ml Kügelchen Puffer und Zentrifugieren der Zellen bei 300 g für 10 min bei RT. Überstand verwerfen. </li></ol></li></ol> 2. Herleitung der induzierten neuralen Stammzellen aus CD34 + Zellen <ol><li> CD34 + Zellen Kultur: HINWEIS: Frisch zubereitete Medium sollte innerhalb von 7 Tagen verwendet werden, wenn im Kühlschrank gelagert werden. Signifikante CD34 Zellen Verlust konnte nach 24 Stunden beobachtet werden, aber die eine signifikante Proliferation von Zellen sollte erkennbar sein, insbesondere für Tag 5. Wenn die Anzahl von Zellen kontinuierlich abnimmt oder keine Proliferation entweder schlechte Qualität des Mediums oder CD34-Zellen und die Zellen impliziert dies, nicht für den nächsten Schritt verwendet werden. <ol><li> Resuspendieren und Kultur CD34 + Zellen in CD34 beibehalten Medium (StemSpan SFEM mittlerer menschlicher Thrombopoetin enthaltenden (TPO, 100 ng / ml), fms-ähnliche Tyrosinkinase 3 (Flt-3) Ligand (100 ng / ml) und Stammzellfaktor (SCF, 100 ng / ml), Interleukin-6 (IL-6, 20 ng / ml) und Interleukin-7 (IL-7, 20 ng / ml)) in einer 24-Well-Platte (bis zu 3 x 10 5 / Vertiefung in 1 ml Medium pro Vertiefung) bei 37ºC in 5% CO 2 -Inkubator. </li><li> After 24 Stunden, sammeln Sie die schwimmenden Zellen und Zentrifugieren der Zellen bei 110 × g bei RT zu der alle angeschlossenen Zellen und Zelltrümmer zu entfernen. Verwerfen des Überstandes und Resuspendieren der Zellen in 1 ml frischem Medium und CD34 beibehalten Saatgut in eine neue Platte mit 24 Vertiefungen (bis zu 1 x 10 5 / Vertiefung) bei 37 ° C in 5% CO 2 Inkubator für weitere 5 Tage. </li><li> Ersetzen der Hälfte des Mediums alle neulich durch vorsichtiges Ansaugen der oberen Hälfte des Überstandes während die CD34 + Zellen werden auf dem Boden der Vertiefungen (1A) schweben. </li></ol></li><li> Sendai-Virus-Transfektion: <ol><li> Am Tag 5 sammeln CD34 Zellen und Zentrifugieren der Zellen bei 170 g für 10 min bei RT. Überstand verwerfen. </li><li> Resuspendieren der Zellen in frischem Medium bei 1 x 10 5 / Vertiefung in einer Platte mit 24 Vertiefungen in 1 ml Medium. </li><li> Tauen Sie eine cytotune-iPS Sendai Umprogrammierung Satz von ersten Eintauchen der Boden der Röhrchen in einem 37 ° C Wasserbad für 10 Sekunden und dann vollständig auftauen eint RT. Kurz zentrifugieren die Rohre und legte sie auf Eis. Bereiten Sie das Sendai-Virus-Mischung durch Mischen der empfohlenen Volumen jedes Virus auf dem Analysenzertifikat (COA) für die entsprechende Menge enthalten sind. MOI 15 wird empfohlen. </li><li> Hinzufügen Sendaivirus Mischung in jede Vertiefung der CD34-Zellen. Mischen Sie die Wells durch leichtes Schütteln. Inkubieren der Zellen bei 37 ° C in 5% CO 2 -Inkubator. </li><li> Beachten Sie die Transfektionseffizienz nach 24 Stunden. Beachten Sie, daß Zellaggregate und Kugelbildung sind Indikatoren für eine erfolgreiche Transfektion (1B). </li><li> Ändern Sie die Hälfte des Mediums durch vorsichtiges Übertragung der oberen Hälfte des Medium in ein anderes auch. Wenn es Zellkugeln in der neuen gut, mit der gleichen Menge an frischem Medium. </li><li> Ändern Sie jedes Medium den anderen Tag, indem Sie Schritt 2.2.6. </li></ol></li><li> Neuronale Stammzellen Induktion: HINWEIS: Je nach Zellenbedingungen, etwa 5 oder 7 Tage nach der Transfektion Mono anhaftenden Zellen wird 30 zu erreichen -50% Konfluenz (Abbildung 1C). <ol><li> Entfernen der Überstände, die schwimmende Zellen und Kugeln und dann 1 ml der neuralen Vorläufermedium (Dulbecco Modified Eagle Medium: Nutrient Mixture F-12 (DMEM / F12), das 1 × N2 Ergänzung, 0,1% (w / v) Rinderserumalbumin ( BSA), 1% (v / v) Antibiotika, 20 ng / ml basischen Fibroblastenwachstumsfaktor (bFGF) und 20 ng / ml des epidermalen Wachstumsfaktors (EGF)) in die anhaftenden Zellen. </li><li> Optional distanzieren die Zellkugeln durch vorsichtiges Pipettieren und Zentrifugieren der Zellen bei 170 g für 10 min. Entfernen Sie den Überstand und resuspendieren Zellen in 1 ml der neuralen Vorläufer Medium in einem neuen 24-Well-Platte mit Matrigel pro Befehl als Backup beschichtet. </li><li> Ändern Sie das Medium jeden zweiten Tag, bis die Zellen zu erreichen 60-80% konfluent, in der Regel nach 1 Woche. </li><li> Überstand verwerfen und fügen Sie in 1 ml der neuronalen Stammzellmedium (serumfreies Medium, NSC SFM). Distanzieren die Zellen mit einem Zellschaber, gefolgtdurch sehr vorsichtiges Pipettieren. </li><li> Entfernen der Zellen und Samen alle von ihnen in eine Vertiefung einer Platte mit 6 Vertiefungen. Fügen Sie eine weitere 1 ml neurale Stammzellmedium auf 2 ml Medium für jeden gut zu machen. Inkubieren der Zellen bei 37 ° C in 5% CO 2 -Inkubator. </li><li> Ändern Sie jedes Medium den anderen Tag. </li><li> Wenn Zellen erreicht 60% Zusammenfluss, distanzieren und Ausstrich der Zellen bei 1: 3-Verhältnis wie im Abschnitt 2.3.4 und 2.3.6. </li></ol></li><li> Einfrieren von neuralen Stammzellen: <ol><li> Bereiten neuralen Stammzellengefriermedium durch Zugabe von 20% Dimethylsulfoxid (DMSO) in die neuronale Stammzellmedium. Halten Sie das Gefriermedium auf Eis. </li><li> Distanzieren die Zellen in einer Platte mit 6 Vertiefungen, mit Zellschaber, gefolgt durch vorsichtiges Pipettieren. Zählen Sie die Zellen. Zentrifugiere die Zellen bei 170 g für 10 min bei RT. Überstand verwerfen. </li><li> Die Zellen in neuralen Stammzellenmedium bei 1 x 10 6 / ml. Das gleiche Volumen der Gefriermedium zu den Zellen. </li><li> 1 ml (5 x 10 5 Zellen insgesamt) von Zellen in einem Kryoröhrchen. Frieren Sie die Zellen unter Verwendung eines Mr. Froster Gefrierbehälter nach der Anweisung. </li></ol></li></ol> 3. Neuronale Zelldifferenzierung <ol><li> Neuronalen Zellen Differenzierung: <ol><li> Wenn Nervenstammzellen 80% Konfluenz erreichen, nehmen Sie die neurale Stammzellen mit einem Gummiwischer und dann durch vorsichtiges Pipettieren distanzieren. </li><li> Zählen Sie die Zellen und stellen die Konzentration auf 1 x 10 5 / ml in der neuralen Stammzellmedium. </li><li> Für die neuronale Differenzierung, Platte die Zellen auf Poly-D-Lysin / Laminin-Deckgläser in 24-Well-Platten mit 1 x 10 5 / Vertiefung. Inkubieren der Zellen bei 37 ° C in 5% CO 2 -Inkubator. </li><li> Ersetzen Sie das Medium mit neuronalen Differenzierungsmedium (DMEM / F12 aus 1x N2 zu ergänzen, 1x B27 ergänzen, zu 300 ng / ml cAMP, 0,2 mM Vitamin C, 10 ng / ml Gehirn derived neurotrophic factor (BDNF) und 10 ng / ml Gliazellen abgeleitet neurotrophic factor (GDNF)) after 24 Stunden. Inkubieren der Zellen bei 37 ° C in 5% CO 2 -Inkubator. </li><li> Ändern neuronalen Differenzierungsmedium zweimal pro Woche für 2 Wochen. </li></ol></li><li> Astroglia-Differenzierung: <ol><li> Distanzieren die neuralen Stammzellen durch Pipettieren. </li><li> Zählen Sie die Zellen und Einstellen der Zellkonzentration auf 5 × 10 4 Zellen / ml. Samen der Zellen auf 24-Well-Platten. Inkubieren der Zellen bei 37 ° C in 5% CO 2 -Inkubator. </li><li> Ersetzen des Mediums mit DMEM / F12 mit 10% fötalem Rinderserum (FBS) und Inkubation der Zellen bei 37 ° C in 5% CO 2 Inkubator. </li><li> Ändern Medium zweimal pro Woche für 2 Wochen. Wenn Zellen erreichen Fluss vor 2 Wochen, Ausstrich die Zellen folgenden Schritte 3.2.1 und 3.2.2. </li></ol></li><li> Oligodendrozyten-Differenzierung: <ol><li> Distanzieren die neuralen Stammzellen durch Pipettieren. </li><li> Zählen Sie die Zellen und seed 1 x 10 5 Zellen auf Poly-L-Ornithin-beschichteten Platten mit 24 Vertiefungen in 1 ml Oligodendrozyten differentiation Medium bestehend aus DMEM / F12, enthaltend N2 ergänzen, 10 ng / ml von Blutplättchen abgeleitetem Wachstumsfaktor-AA (PDGF-AA), 2 ng / ml von Neurotrophin-3 (NT-3), 2 ng / ml sonic hedgehog ( Shh) und 3 nM Triiodthyronin (T3). Inkubieren der Zellen bei 37 ° C in 5% CO 2 -Inkubator. </li><li> Ändern Medium zweimal pro Woche für 2 Wochen. </li><li> Ersetzen des Mediums mit DMEM / F12 mit 1xN2 Ergänzung und 3 nM T3 und Kultur werden die Zellen für eine weitere Woche für basisches Myelinprotein (MBP) Produktion. </li></ol></li></ol> 4. Immunfluoreszenzfärbungen <ol><li> Tauschen Sie Medien mit 4% Paraformaldehyd (PFA). Inkubieren für 10 min bei RT. </li><li> Verwerfen PFA und waschen mit PBS, das 0,1% Triton X-100 (PBS-T) 3-mal, jeweils 5 min. </li><li> Permeabilisieren Zellen mit PBS, enthaltend 0,5% Triton X-100 für 10 min bei RT. </li><li> Blockieren der Zellen mit PBS-T, enthaltend 4% Ziegenserum für 20 min bei RT. </li><li> Die Zellen mit entsprechenden primären Antibo inkubierenMatrizen in PBS-T, enthaltend 0,1% BSA für 2 Stunden bei RT oder O / N in Kälteraum verdünnt. </li><li> Die Zellen werden 3 Mal mit PBS-T, je 5 min. Inkubieren der Zellen mit der entsprechenden sekundären Antikörper gekoppelt mit einem Fluorochrom mit 1: 400-Verdünnung in PBS-T, enthaltend 0,1% BSA für 1 h auf einem Rüttler in der Dunkelheit. </li><li> Die Zellen mit PBS-T, enthaltend 4 &#39;, 6-Diamidino-2-phenylindol (DAPI) für 10 min bei RT waschen. </li><li> Für jede 5 min bei RT Waschen der Zellen zweimal mit PBS-T. </li><li> Beachten Sie die markierten Zellen mit einem Mikroskop und fotografieren (Abbildung 3). </li></ol>

<ol>
	<li>Azari, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+of+immature+neuronal+cells+from+neural+stem+cell+progeny.">Purification of immature neuronal cells from neural stem cell progeny.</a> PLoS ONE. 6, e20941 (2011).</li><li>Azari, H., Sharififar, S., Fortin, J. M., Reynolds, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neuroblast+assay:+an+assay+for+the+generation+and+enrichment+of+neuronal+progenitor+cells+from+differentiating+neural+stem+cell+progeny+using+flow+cytometry.">The neuroblast assay: an assay for the generation and enrichment of neuronal progenitor cells from differentiating neural stem cell progeny using flow cytometry.</a> J Vis Exp. (62), (2012).</li><li>Takahashi, K., Yamanaka, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+pluripotent+stem+cells+from+mouse+embryonic+and+adult+fibroblast+cultures+by+defined+factors.">Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors.</a> Cell. 126 (4), 663-676 (2006).</li><li>Takahashi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+pluripotent+stem+cells+from+adult+human+fibroblasts+by+defined+factors.">Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors.</a> Cell. 131 (5), 861-872 (2007).</li><li>Zhang, N., An, M. C., Montoro, D., Ellerby, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+Human+Huntington's+Disease+Cell+Model+from+Induced+Pluripotent+Stem+Cells.">Characterization of Human Huntington's Disease Cell Model from Induced Pluripotent Stem Cells.</a> PLoSCurr. 2, RRN1193 (2010).</li><li>Park, I. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disease-Specific+Induced+Pluripotent+Stem+Cells.">Disease-Specific Induced Pluripotent Stem Cells.</a> Cell. 134 (5), 877-886 (2008).</li><li>Song, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+differentiation+of+patient+specific+iPS+cells+as+a+novel+approach+to+study+the+pathophysiology+of+multiple+sclerosis.">Neural differentiation of patient specific iPS cells as a novel approach to study the pathophysiology of multiple sclerosis.</a> Stem Cell Research. 8 (2), 259-273 (2012).</li><li>Vierbuchen, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+conversion+of+fibroblasts+to+functional+neurons+by+defined+factors.">Direct conversion of fibroblasts to functional neurons by defined factors.</a> Nature. 463 (7284), 1035-1041 (2010).</li><li>Pfisterer, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+conversion+of+human+fibroblasts+to+dopaminergic+neurons.">Direct conversion of human fibroblasts to dopaminergic neurons.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 108, 10343-10348 (2011).</li><li>Lee, S. -. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Generation+of+Neurosphere-Like+Cells+from+Human+Dermal+Fibroblasts.">Direct Generation of Neurosphere-Like Cells from Human Dermal Fibroblasts.</a> PLoS ONE. 6, e21801 (2011).</li><li>Thier, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Conversion+of+Fibroblasts+into+Stably+Expandable+Neural+Stem+Cells.">Direct Conversion of Fibroblasts into Stably Expandable Neural Stem Cells.</a> Cell Stem Cell. 10 (4), 473-479 (2012).</li><li>Lujan, E., Chanda, S., Ahlenius, H., S&#252;dhof, T. C., Wernig, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+conversion+of+mouse+fibroblasts+to+self-renewing,+tripotent+neural+precursor+cells.">Direct conversion of mouse fibroblasts to self-renewing, tripotent neural precursor cells.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 109, 2527-2532 (2012).</li><li>Wang, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Derivation+of+neural+stem+cells+from+human+adult+peripheral+CD34++cells+for+an+autologous+model+of+neuroinflammation.">Derivation of neural stem cells from human adult peripheral CD34+ cells for an autologous model of neuroinflammation.</a> PLoS ONE. 8, e81720 (2013).</li><li>Jin, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recombinant+Sendai+virus+provides+a+highly+efficient+gene+transfer+into+human+cord+blood-derived+hematopoietic+stem+cells.">Recombinant Sendai virus provides a highly efficient gene transfer into human cord blood-derived hematopoietic stem cells.</a> Gene Ther. 10 (3), 272-277 (2003).</li><li>Ban, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+generation+of+transgene-free+human+induced+pluripotent+stem+cells+(iPSCs)+by+temperature-sensitive+Sendai+virus+vectors.">Efficient generation of transgene-free human induced pluripotent stem cells (iPSCs) by temperature-sensitive Sendai virus vectors.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 108, 14234-14239 (2011).</li><li>Goolsby, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hematopoietic+progenitors+express+neural+genes.">Hematopoietic progenitors express neural genes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 100, 14926-14931 (2003).</li></ol>

The study is funded by NIH intramural funds.

Ein detailliertes Protokoll, um direkt zu generieren neuralen Stammzellen aus dem peripheren hämatopoetischen Vorläuferzellen ist. Im Vergleich zu Fibroblasten, ist menschlichem peripheren Blut leichter zugänglich. Verwendung des vorgestellten Protokoll, mehr als 1 x 10 5 hämatopoetischen Vorläuferzellen oder CD34-positiven Zellen aus 10 ml Vollblut angereichert werden. Obwohl Kontamination mit Blutplättchen ist normalerweise nicht vermeidbar, kann es leicht durch Niederalky...

In vitro haben neuronalen Kulturen als ein grundlegendes Instrument für die Untersuchung von neurologischen Erkrankungen eingesetzt. Primäre tierische (meist Nagetier) neuronalen Kulturen 1, 2 und humanen neuralen Zelllinien aus Gliomen und anderen Tumore abgeleitet sind die am häufigsten verwendete in solchen Studien. Jedoch wurde erkannt, dass es signifikante Unterschiede zwischen Nager- und menschliche Zellen. Viele Erkenntnisse basierend auf Nagetiere können nicht auf den Menschen übertragen werden. Darüber hinaus mit der rasanten Entwicklung bei der Analyse von Massen genomischer Informationen und die relativ einfach Gen Bearbeitung und Sequenzierung ganzer Genome, geht der Trend immer mehr darauf ausgerichtet, die Entdeckung Krankheit anfällig Gene und die Abgrenzung ihrer Funktionen und Rollen in bestimmten Krankheiten, die die wenigen menschlichen neuronalen macht Zelllinien sind nur begrenzt Gebrauch. Theoretisch humanen primären neuronalen Kulturen aus Proben von Patienten Nervensystem abgeleitet werden, sind die beste Wahl, aber sie unmöglich zu erhalten sind; daher alternative meththoden notwendig. In den letzten Jahren haben einige Ansätze verfolgt, mit zwei die unterscheidbar. Nach der Entwicklung der Technik der Erzeugung von pluripotenten Stammzellen (iPS) unter Verwendung der Maus und menschliche Körperzellen 3, 4, Nervenzellen weiter differenziert daraus 5-7 sein könnte. Allerdings Erzeugung und Charakterisierung iPSC verlangt intensive Arbeit, Techniken und Zeitaufwand, manchmal sogar unerschwinglich. Kurze Zeit später wurde ein anderer Ansatz entwickelt, um direkt zu verwandeln neuronalen Zellen aus somatischen Zellen 8, 9. Die resultierenden Neuronen nichtproliferativer schränkt sie ihre Anwendung in intensive Studien und Wirkstoff-Screening, die eine große Menge an Zellen benötigt. Um die Vorteile beider Techniken, direkte Ableitung von neuralen Stammzellen nehmen / Vorläuferzellen aus Körperzellen wurde von mehreren Gruppen von 10 bis 12, das die mühsame Prozess der iPSC Herstellung und Charakterisierung, aber immer noch provi umgeht erforschtdes eine anständige Anzahl von neuralen Stammzellen für spätere neuronalen Differenzierung. Wir haben zuvor gezeigt, dass nach der Einführung der Yamanaka Transkriptionsfaktoren in hämatopoetische Vorläuferzellen, neurale Stammzellen können direkt mit einer neuralen Vorläuferzelle-Auswählschaltung Medium 13 erzeugt werden. Hier berichten wir über die Verfahren im Einzelnen.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="584">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">Material List</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:72px;"></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:208px;">Name</td>
			<td style="width:171px;">Company</td>
			<td style="width:135px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:72px;">Comments</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:208px;">Lymphocyte Separation Medium</td>
			<td style="width:171px;">Lonza</td>
			<td style="width:135px;">17-829E</td>
			<td style="width:72px;">1 X</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">SepMate</td>
			<td style="width:171px;">Stemcell Technologies</td>
			<td align="right" style="width:135px;">15415</td>
			<td style="width:72px;">15 mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">Human Serum</td>
			<td style="width:171px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:135px;">34005-100</td>
			<td style="width:72px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">Antibiotics</td>
			<td style="width:171px;">Gibco</td>
			<td style="width:135px;">15240-062</td>
			<td align="right" style="width:72px;">1%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">CD34 MultiSort Kit</td>
			<td style="width:171px;">Miltenyi Biotec</td>
			<td style="width:135px;">130-056-701</td>
			<td style="width:72px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">EDTA</td>
			<td style="width:171px;">Cellgro</td>
			<td style="width:135px;">46-034-Cl&#160;</td>
			<td style="width:72px;">2mM</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">MACS LS Column</td>
			<td style="width:171px;">Miltenyi Biotec</td>
			<td style="width:135px;">130-042-401</td>
			<td style="width:72px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">StemSpan SFEM Medium</td>
			<td style="width:171px;">Stemcell Technologies</td>
			<td align="right" style="width:135px;">9650</td>
			<td style="width:72px;">1X</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">IMDM</td>
			<td style="width:171px;">Quality Biologicals</td>
			<td style="width:135px;">112-035-101</td>
			<td style="width:72px;">1X</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">TPO</td>
			<td style="width:171px;">Peprotech</td>
			<td style="width:135px;">300-18</td>
			<td style="width:72px;">100 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">Flt-3</td>
			<td style="width:171px;">Peprotech</td>
			<td style="width:135px;">300-19</td>
			<td style="width:72px;">100 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">SCF</td>
			<td style="width:171px;">Peprotech</td>
			<td style="width:135px;">300-07</td>
			<td style="width:72px;">100 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">IL-6</td>
			<td style="width:171px;">Peprotech</td>
			<td style="width:135px;">200-06</td>
			<td style="width:72px;">20 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">IL-7&#160;</td>
			<td style="width:171px;">Peprotech</td>
			<td style="width:135px;">200-07</td>
			<td style="width:72px;">20 ng/mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">IPS Sendai Reprogramming Kit</td>
			<td style="width:171px;">Life technologies</td>
			<td style="width:135px;">A1378001</td>
			<td style="width:72px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">Cell scraper</td>
			<td style="width:171px;">Sarstedt</td>
			<td align="right" style="width:135px;">83.183</td>
			<td style="width:72px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">DMSO</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:135px;">D2650</td>
			<td style="width:72px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">CryoTube vials</td>
			<td style="width:171px;">Thermo</td>
			<td align="right" style="width:135px;">368632</td>
			<td style="width:72px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">Mr. Frosty container</td>
			<td style="width:171px;">Thermo</td>
			<td style="width:135px;">5100-0001</td>
			<td style="width:72px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">DMEM/F12</td>
			<td style="width:171px;">Life technologies</td>
			<td style="width:135px;">12400-024</td>
			<td style="width:72px;">1X</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">N2 supplement</td>
			<td style="width:171px;">Life technologies</td>
			<td style="width:135px;">17502-048</td>
			<td style="width:72px;">1X</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:208px;">Bovine serum albumin</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:135px;">A2934</td>
			<td style="width:72px;">0.1% (w/v)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">bFGF</td>
			<td style="width:171px;">Peprotech</td>
			<td style="width:135px;">100-18B</td>
			<td style="width:72px;">20 ng/ml</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">EGF</td>
			<td style="width:171px;">Peprotech</td>
			<td style="width:135px;">AF-100-15</td>
			<td style="width:72px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">B27 supplement</td>
			<td style="width:171px;">Life technologies</td>
			<td style="width:135px;">17504-044</td>
			<td style="width:72px;">1X</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">NSC serum free medium</td>
			<td style="width:171px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:135px;">A1050901</td>
			<td style="width:72px;">1X</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="43" rowspan="2" style="height:43px;width:208px;">Poly-D-lysine/laminin coated cover slips</td>
			<td rowspan="2" style="width:171px;">BD Bioscences</td>
			<td align="right" rowspan="2" style="width:135px;">354087</td>
			<td rowspan="2" style="width:72px;"></td>
		</tr>
		<tr height="3">
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">cAMP</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:135px;">A9501</td>
			<td style="width:72px;">300 ng/ml</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">Vitamin C</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:135px;">A0278</td>
			<td style="width:72px;">0.2 mM</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">BDNF</td>
			<td style="width:171px;">Peprotech</td>
			<td style="width:135px;">450-02</td>
			<td style="width:72px;">10 ng/ml</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">GDNF</td>
			<td style="width:171px;">Peprotech</td>
			<td style="width:135px;">450-10</td>
			<td style="width:72px;">10 ng/ml</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">Poly-L-Ornithine</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:135px;">P4957</td>
			<td style="width:72px;">1X</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">PDGF-AA</td>
			<td style="width:171px;">Peprotech</td>
			<td style="width:135px;">100-13A</td>
			<td style="width:72px;">10 ng/ml</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">NT-3</td>
			<td style="width:171px;">Peprotech</td>
			<td style="width:135px;">450-03</td>
			<td style="width:72px;">2 ng/ml</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">Shh</td>
			<td style="width:171px;">Peprotech</td>
			<td style="width:135px;">1314-SH/CF</td>
			<td style="width:72px;">2 ng/ml</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">T3</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:135px;">T6397</td>
			<td style="width:72px;">3 nM</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">PFA</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:135px;">P6148</td>
			<td align="right" style="width:72px;">4%</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:208px;">PBS</td>
			<td style="width:171px;">Quality Biological</td>
			<td style="width:135px;">119-069-101</td>
			<td style="width:72px;">1X</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">Goat serum</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:135px;">G9023</td>
			<td align="right" style="width:72px;">4%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">TritonX-100</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:135px;">T9284</td>
			<td style="width:72px;"></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:208px;">Mouse monoclonal anti-Nestin</td>
			<td style="width:171px;">Millipore</td>
			<td style="width:135px;">AB5922</td>
			<td style="width:72px;">1:1000 dilution</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:208px;">Anti-SOX2&#160; antibody</td>
			<td style="width:171px;">Applied Stemcell</td>
			<td style="width:135px;">ASA0120</td>
			<td style="width:72px;">Ready to use</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:208px;">Mouse anti-&#946;III-tubulin antibody</td>
			<td style="width:171px;">Promega</td>
			<td style="width:135px;">G712A</td>
			<td style="width:72px;">1:1000 dilution</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:208px;">Rabbit anti-GFAP antibody</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:135px;">G4546</td>
			<td style="width:72px;">1:100 dilution</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:208px;">Anti-O4 antibody</td>
			<td style="width:171px;">R&#38;D Systems</td>
			<td style="width:135px;">MAB1326</td>
			<td style="width:72px;">IgM; 1 ng/ml</td>
		</tr>
		<tr height="49">
			<td height="49" style="height:49px;width:208px;">Alexa Fluor 594 goat anti-rabbit antibody</td>
			<td style="width:171px;">Life techniologies</td>
			<td style="width:135px;">A11012</td>
			<td style="width:72px;">1:400 dilution</td>
		</tr>
		<tr height="49">
			<td height="49" style="height:49px;width:208px;">Alexa Fluor 488 goat anti-mouse antibody</td>
			<td style="width:171px;">Life techniologies</td>
			<td style="width:135px;">A11001</td>
			<td style="width:72px;">1:400 dilution</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:208px;">Alexa Fluor 488 goat anti-mouse IgM antibody</td>
			<td style="width:171px;">Life techniologies</td>
			<td style="width:135px;">A21042</td>
			<td style="width:72px;">1:250 dilution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:208px;">DAPI</td>
			<td style="width:171px;">Sigma</td>
			<td style="width:135px;">D9542</td>
			<td style="width:72px;">1 ug/ml</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

direct induction of human neural stem cells from peripheral blood hematopoietic progenitor cells

Menschliche Krankheit spezifischen neuronalen Kulturen sind für die Erzeugung von in-vitro-Modellen für neurologische Erkrankungen des Menschen. Der fehlende Zugang zu primären humanen adulten neuralen Kulturen wirft jedoch einzigartige Herausforderungen. Die jüngsten Entwicklungen in induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) bietet einen alternativen Ansatz zur neuronalen Kulturen aus Hautfibroblasten durch patientenspezifische iPS ableiten, aber dieser Prozess ist arbeitsintensiv, erfordert spezielles Know-how und große Mengen an Ressourcen und kann mehrere Monate dauern. Dies verhindert, dass die breite Anwendung dieser Technologie auf die Untersuchung von neurologischen Erkrankungen. Um einige dieser Probleme zu überwinden, haben wir eine Methode, um neurale Stammzellen direkt aus menschlichen adulten peripheren Blut abgeleitet entwickelt, unter Umgehung der iPSC Ableitungsprozesses. Hämatopoetischen Vorläuferzellen aus humanen adulten peripheren Blut angereichert wurden in vitro kultiviert und mit Sendai-Virus-Vektoren, die Transkriptionsfaktoren Sox2, Oktober transfiziert3/4, Klf4 und c-Myc. Die Transfektionsergebnisse in morphologischen Veränderungen in den Zellen, die unter Verwendung von humanen neuralen Vorläufer Medium mit basischem Fibroblasten-Wachstumsfaktor (bFGF) und den vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF) weiterhin ausgewählt sind. Die resultierenden Zellen werden durch die Expression neuronaler Stammzellenmarker wie Nestin und SOX2 gekennzeichnet. Diese Nervenstammzellen könnte weiter zu Neuronen, Astroglia und Oligodendrozyten in bestimmten Differenzierungsmedien unterschieden werden. Mit leicht zugänglichen menschlichen peripheren Blut-Proben, könnte diese Methode verwendet werden, um neurale Stammzellen zur weiteren Differenzierung zu Nervenzellen für In-vitro-Modellierung von neurologischen Störungen abgeleitet werden und können Studien zur Pathogenese und Behandlung dieser Krankheiten zu fördern.

<html> Die Qualität der CD34-Zellen ist kritisch für den Erfolg der neuronalen Stammzellübertragung. Hochwertige CD34-Zellen vermehren sich während der ersten paar Tage der Kultur und erscheinen als nicht haftende, homogene Rundzellen, Schwimm knapp über dem Boden der Kulturgefäße (Abbildung 1A). Die erfolgreiche Infektion führt zu Zellaggregaten, die im Laufe der Zeit (Abbildung 1B) erweitert, während unspezifische Zellaggregate können während der Zellkultur auf, die sich aus...

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Direct Induction of Human Neural Stem Cells from Peripheral Blood Hematopoietic Progenitor Cells

Es wurde eine Methode entwickelt, um direkt abzuleiten humanen neuralen Stammzellen aus hämatopoetischen Vorläuferzellen aus peripherem Blut Zellen angereichert.

Direkte Induktion von humanen neuralen Stammzellen aus peripherem Blut hämatopoetischen Vorläuferzellen

Human disease specific neuronal cultures are essential for generating in vitro models for human neurological diseases. However, the lack of access to ...

direct-induction-human-neural-stem-cells-from-peripheral-blood

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

12.4K Aufrufe.  National Institutes of Health.  Es wurde eine Methode entwickelt, um direkt abzuleiten humanen neuralen Stammzellen aus hämatopoetischen Vorläuferzellen aus peripherem Blut Zellen angereichert. 

Serie: Direct Induction of Human Neural Stem Cells from Peripheral Blood Hematopoietic Progenitor Cells

Derivation of Cardiac Progenitor Cells from Embryonic Stem Cells

Cardiac progenitor cells (CPCs) have the capacity to differentiate into cardiomyocytes, smooth muscle cells (SMC), and endothelial cells and hold great promise in cell therapy against heart disease. Among various methods to isolate CPCs, differentiation of embryonic stem cell (ESC) into CPCs attracts great attention in the field since ESCs can provide unlimited cell source. As a result, numerous strategies have been developed to derive CPCs from ESCs. In this protocol, differentiation and purification of embryonic CPCs from both mouse and human ESCs is described. Due to the difficulty of using cell surface markers to isolate embryonic CPCs, ESCs are engineered with fluorescent reporters activated by CPC-specific cre recombinase expression. Thus, CPCs can be enriched by fluorescence-activated cell sorting (FACS). This protocol illustrates procedures to form embryoid bodies (EBs) from ESCs for CPC specification and enrichment. The isolated CPCs can be subsequently cultured for cardiac lineage differentiation and other biological assays. This protocol is optimized for robust and efficient derivation of CPCs from both mouse and human ESCs.

In this protocol, derivation of cardiac progenitor cells from both mouse and human embryonic stem cells will be illustrated. A major strategy in this protocol is to enrich cardiac progenitor cells with flow cytometry using fluorescent reporters engineered into the embryonic stem cell lines.

Ableitung von Herzvorläuferzellen aus embryonalen Stammzellen

Cardiac progenitor cells (CPCs) have the capacity to differentiate into cardiomyocytes, smooth muscle cells (SMC), and endothelial cells and hold great ...

Forschung

Entwicklungsbiologie

Isolation of Neural Stem/Progenitor Cells from the Periventricular Region of the Adult Rat and Human Spinal Cord

Adult rat and human spinal cord neural stem/progenitor cells (NSPCs) cultured in growth factor-enriched medium allows for the proliferation of multipotent, self-renewing, and expandable neural stem cells. In serum conditions, these multipotent NSPCs will differentiate, generating neurons, astrocytes, and oligodendrocytes. The harvested tissue is enzymatically dissociated in a papain-EDTA solution and then mechanically dissociated and separated through a discontinuous density gradient to yield a single cell suspension which is plated in neurobasal medium supplemented with epidermal growth factor (EGF), basic fibroblast growth factor (bFGF), and heparin. Adult rat spinal cord NSPCs are cultured as free-floating neurospheres and adult human spinal cord NSPCs are grown as adherent cultures. Under these conditions, adult spinal cord NSPCs proliferate, express markers of precursor cells, and can be continuously expanded upon passage. These cells can be studied in vitro in response to various stimuli, and exogenous factors may be used to promote lineage restriction to examine neural stem cell differentiation. Multipotent NSPCs or their progeny can also be transplanted into various animal models to assess regenerative repair.

The adult mammalian spinal cord contains neural stem/progenitor cells (NSPCs) that can be isolated and expanded in culture. This protocol describes the harvesting, isolation, culture, and passaging of NSPCs generated from the periventricular region of the adult spinal cord from the rat and from human organ transplant donors.

Isolierung von Neural Stamm- / Vorläuferzellen aus dem Periventrikuläre Region der erwachsenen Ratte und Human Spinal Cord

Adult rat and human spinal cord neural stem/progenitor cells (NSPCs) cultured in growth factor-enriched medium allows for the proliferation of ...

Direct Induction of Hemogenic Endothelium and Blood by Overexpression of Transcription Factors in Human Pluripotent Stem Cells

During development, hematopoietic cells arise from a specialized subset of endothelial cells, hemogenic endothelium (HE). Modeling HE development in vitro is essential for mechanistic studies of the endothelial-hematopoietic transition and hematopoietic specification. Here, we describe a method for the efficient induction of HE from human pluripotent stem cells (hPSCs) by way of overexpression of different sets of transcription factors. The combination of ETV2 and GATA1 or GATA2 TFs is used to induce HE with pan-myeloid potential, while a combination of GATA2 and TAL1 transcription factors allows for the production of HE with erythroid and megakaryocytic potential. The addition of LMO2 to GATA2 and TAL1 combination substantially accelerates differentiation and increases erythroid and megakaryocytic cells production. This method provides an efficient and rapid means of HE induction from hPSCs and allows for the observation of the endothelial-hematopoietic transition in a culture dish. The protocol includes hPSCs transduction procedures and post-transduction analysis of HE and blood progenitors.

This protocol describes the efficient induction of hemogenic endothelium and multipotential hematopoietic progenitors from human pluripotent stem cells via the forced expression of transcription factors.

Direkte Induktion von Hemogenic Endothel und das Blut durch die Überexpression von Transkriptionsfaktoren in der Personal pluripotenten Stammzellen

During development, hematopoietic cells arise from a specialized subset of endothelial cells, hemogenic endothelium (HE). Modeling HE development in vitro ...

Generation of Integration-free Induced Pluripotent Stem Cells from Human Peripheral Blood Mononuclear Cells Using Episomal Vectors

Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs) hold great promise for disease modeling and regenerative therapies. We previously reported the use of Episomal Vectors (EV) to generate integration-free iPSCs from peripheral blood mononuclear cells (PB MNCs). The episomal vectors used are DNA plasmids incorporated with oriP and EBNA1 elements from the Epstein-Barr (EB) virus, which&#160;allow for replication and long-term retainment of plasmids in mammalian cells, respectively. With further optimization, thousands of iPSC colonies can be obtained from 1 mL of peripheral blood. Two critical factors for achieving high reprogramming efficiencies&#160;are: 1) the use of a 2A &#34;self-cleavage&#34; peptide to link OCT4 and SOX2, thus achieving equimolar expression of the two factors; 2) the use of two vectors to express MYC and KLF4 individually. Here we describe a step-by-step protocol for generating integration-free iPSCs from adult peripheral blood samples. The generated iPSCs are integration-free as residual episomal plasmids are undetectable after five passages. Although the reprogramming efficiency is comparable to that of Sendai Virus (SV) vectors, EV plasmids are considerably more economical than the commercially available SV vectors. This affordable EV reprogramming system holds potential for clinical applications in regenerative medicine and provides an approach for the direct reprogramming of PB MNCs to integration-free mesenchymal stem cells, neural stem cells, etc.

This protocol describes a detailed method for efficient generation of integration-free iPSCs from human adult peripheral blood cells. With the use of four oriP/EBNA-based episomal vectors to express the reprogramming factors, KLF4, MYC, BCL-XL, or OCT4 and SOX2, thousands of iPSC colonies can be obtained from 1 mL of peripheral blood.

Die Erzeugung von Integration freien induzierte pluripotente Stammzellen aus menschlichen peripheren einkernigen Blutzellen Mit Episomale Vektoren

Induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs) hold great promise for disease modeling and regenerative therapies. We previously reported the use of Episomal ...

Directed Differentiation of Primitive and Definitive Hematopoietic Progenitors from Human Pluripotent Stem Cells

One of the major goals for regenerative medicine is the generation and maintenance of hematopoietic stem cells (HSCs) derived from human pluripotent stem cells (hPSCs). Until recently, efforts to differentiate hPSCs into HSCs have predominantly generated hematopoietic progenitors that lack HSC potential, and instead resemble yolk sac hematopoiesis.&#160;These resulting hematopoietic progenitors may have limited utility for in vitro disease modeling of various adult hematopoietic disorders, particularly those of the lymphoid lineages. However, we have recently described methods to generate erythro-myelo-lymphoid multilineage definitive hematopoietic progenitors from hPSCs using a stage-specific directed differentiation protocol, which we outline here. Through enzymatic dissociation of hPSCs on basement membrane matrix-coated plasticware, embryoid bodies (EBs) are formed. EBs are differentiated to mesoderm by recombinant BMP4, which is subsequently specified to the definitive hematopoietic program by the GSK3&#946; inhibitor, CHIR99021. Alternatively, primitive hematopoiesis is specified by the PORCN inhibitor, IWP2. Hematopoiesis is further driven through the addition of recombinant VEGF and supportive hematopoietic cytokines. The resulting hematopoietic progenitors generated using this method have the potential to be used for disease and developmental modeling, in vitro.

Here, we present human pluripotent stem cell (hPSC) culture protocols, used to differentiate hPSCs into CD34+ hematopoietic progenitors. This method uses stage-specific manipulation of canonical WNT signaling to specify cells exclusively to either the definitive or primitive hematopoietic program.

Differenzierung der Primitive und Definitive hämatopoetischen Vorläuferzellen aus menschlichen pluripotente Stammzellen gerichtet

One of the major goals for regenerative medicine is the generation and maintenance of hematopoietic stem cells (HSCs) derived from human pluripotent stem ...

Differentiating Chondrocytes from Peripheral Blood-derived Human Induced Pluripotent Stem Cells

In this study, we used peripheral blood cells (PBCs) as seed cells to produce chondrocytes via induced pluripotent stem cells (iPSCs) in an integration-free method. Following embryoid body (EB) formation and fibroblastic cell expansion, the iPSCs are induced for chondrogenic differentiation for 21 days under serum-free and xeno-free conditions. After chondrocyte induction, the phenotypes of the cells are evaluated by morphological, immunohistochemical, and biochemical analyses, as well as by the quantitative real-time PCR examination of chondrogenic differentiation markers. The chondrogenic pellets show positive alcian blue and toluidine blue staining. The immunohistochemistry of collagen II and X staining is also positive. The sulfated glycosaminoglycan (sGAG) content and the chondrogenic differentiation markers COLLAGEN 2 (COL2), COLLAGEN 10 (COL10), SOX9, and AGGRECAN are significantly upregulated in chondrogenic pellets compared to hiPSCs and fibroblastic cells. These results suggest that PBCs can be used as seed cells to generate iPSCs for cartilage repair, which is patient-specific and cost-effective.

We present a protocol to generate a chondrogenic lineage from human peripheral blood (PB) via induced pluripotent stem cells (iPSCs) using an integration-free method, which includes embryoid body (EB) formation, fibroblastic cells expansion, and chondrogenic induction.

Unterscheidung von Chondrozyten aus periphere Blut-abgeleiteten menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen

In this study, we used peripheral blood cells (PBCs) as seed cells to produce chondrocytes via induced pluripotent stem cells (iPSCs) in an ...

Isolation of Endothelial Progenitor Cells from Human Umbilical Cord Blood

The existence of endothelial progenitor cells (EPCs) in peripheral blood and its involvement in vasculogenesis was first reported by Ashara and colleagues1. Later, others documented the existence of similar types of EPCs originating from bone marrow2,3. More recently, Yoder and Ingram showed that EPCs derived from umbilical cord blood had a higher proliferative potential compared to ones isolated from adult peripheral blood4,5,6. Apart from being involved in postnatal vasculogenesis, EPCs have also shown promise as a cell source for creating tissue-engineered vascular and heart valve constructs7,8. Various isolation protocols exist, some of which involve the cell sorting of mononuclear cells (MNCs) derived from the sources mentioned earlier with the help of endothelial and hematopoietic markers, or culturing these MNCs with specialized endothelial growth medium, or a combination of these techniques9. Here, we present a protocol for the isolation and culture of EPCs using specialized endothelial medium supplemented with growth factors, without the use of immunosorting, followed by the characterization of the isolated cells using Western blotting and immunostaining.

The goal of this protocol is to isolate endothelial progenitor cells from umbilical cord blood. Some of the applications include using these cells as a biomarker for identifying patients with cardiovascular risk, treating ischemic diseases, and creating tissue-engineered vascular and heart valve constructs.

Isolierung der endothelialen Vorläuferzellen aus menschlichen Nabelschnurblut

The existence of endothelial progenitor cells (EPCs) in peripheral blood and its involvement in vasculogenesis was first reported by Ashara and ...

Single-cell Photoconversion in Living Intact Zebrafish

Animal and plant tissue is composed of distinct populations of cells. These cells interact over time to build and maintain the tissue and can cause disease when disrupted. Scientists have developed clever techniques to investigate characteristics and natural dynamics of these cells within intact tissue by expressing fluorescent proteins in subsets of cells. However, at times, experiments require more selected visualization of cells within the tissue, sometimes at the single-cell or population-of-cells manner. To achieve this and visualize single cells within a population of cells, scientists have utilized single-cell photoconversion of fluorescent proteins. To demonstrate this technique, we show here how to direct UV light to an Eos-expressing cell of interest in an intact, living zebrafish. We then image those photoconverted Eos+ cells 24 h later to determine how they changed in the tissue. We describe two techniques: single cell photoconversion and photoconversions of populations of cell. These techniques can be used to visualize cell-cell interactions, cell-fate and differentiation, and cell migrations, making it a technique that is applicable in numerous biological questions.

Here, we present a protocol to show how cell photoconversion is achieved through UV exposure to specific areas expressing the fluorescent protein, Eos, in living animals.

Einzellige Ladungszustand im lebendigen intakten Zebrafisch

Animal and plant tissue is composed of distinct populations of cells. These cells interact over time to build and maintain the tissue and can cause ...

Computational Analysis of the Caenorhabditis elegans Germline to Study the Distribution of Nuclei, Proteins, and the Cytoskeleton

The Caenorhabditis elegans (C. elegans) germline is used to study several biologically important processes including stem cell development, apoptosis, and chromosome dynamics. While the germline is an excellent model, the analysis is often two dimensional due to the time and labor required for three-dimensional analysis. Major readouts in such studies are the number/position of nuclei and protein distribution within the germline. Here, we present a method to perform automated analysis of the germline using confocal microscopy and computational approaches to determine the number and position of nuclei in each region of the germline. Our method also analyzes germline protein distribution that enables the three-dimensional examination of protein expression in different genetic backgrounds. Further, our study shows variations in cytoskeletal architecture in distinct regions of the germline that may accommodate specific spatial developmental requirements. Finally, our method enables automated counting of the sperm in the spermatheca of each germline. Taken together, our method enables rapid and reproducible phenotypic analysis of the C. elegans germline.

Computational Analysis of the Caenorhabditis elegans Germline to Study the Distribution of Nuclei, Proteins, and the Cytoskeleton

We present an automated method for three-dimensional reconstruction of the Caenorhabditis elegans germline. Our method determines the number and position of each nucleus within the germline and analyses germline protein distribution and cytoskeletal structure.

Computergestützte Analyse der Keimbahn Caenorhabditis Elegans , die Verteilung der Kerne, Proteine und das Zytoskelett zu studieren

The Caenorhabditis elegans (C. elegans) germline is used to study several biologically important processes including stem cell development, apoptosis, and ...

In Vitro Generation of Somite Derivatives from Human Induced Pluripotent Stem Cells

In response to signals such as WNTs, bone morphogenetic proteins (BMPs), and sonic hedgehog (SHH) secreted from surrounding tissues, somites (SMs) give rise to multiple cell types, including the myotome (MYO), sclerotome (SCL), dermatome (D), and syndetome (SYN), which in turn develop into skeletal muscle, axial skeleton, dorsal dermis, and axial tendon/ligament, respectively. Therefore, the generation of SMs and their derivatives from human induced pluripotent stem cells (iPSCs) is critical to obtain pluripotent stem cells (PSCs) for application in regenerative medicine and for disease research in the field of orthopedic surgery. Although the induction protocols for MYO and SCL from PSCs have been previously reported by several researchers, no study has yet demonstrated the induction of SYN and D from iPSCs. Therefore, efficient induction of fully competent SMs remains a major challenge. Here, we recapitulate human SM patterning with human iPSCs in vitro by mimicking the signaling environment during chick/mouse SM development, and report on methods of systematic induction of SM derivatives (MYO, SCL, D, and SYN) from human iPSCs under chemically defined conditions through the presomitic mesoderm (PSM) and SM states. Knowledge regarding chick/mouse&#160;SM development was successfully applied to the induction of SMs with human iPSCs. This method could be a novel tool for studying human somitogenesis and patterning without the use of embryos and for cell-based therapy and disease modeling.

We present here a protocol for the differentiation of human induced pluripotent stem cells into each somite derivative (myotome, sclerotome, dermatome, and syndetome) in chemically defined conditions, which has applications in future disease modeling and cell-based therapies in orthopedic surgery.

In vitro-Generation der Somiten Derivate aus menschlichen induzierten Zellen pluripotenten Stammzellen

In response to signals such as WNTs, bone morphogenetic proteins (BMPs), and sonic hedgehog (SHH) secreted from surrounding tissues, somites (SMs) give ...